A comienzos del siglo XX surgió la teoría cuántica a manos de Max Planck[1] mientras buscaba una explicación para la radiación del cuerpo negro, donde Max Planck explicó la energía electromagnética como cuantos discretos que eran emitidos o absorbidos y no una onda continua como se imaginaba. De esta manera, según la teoría de Planck, la energía era absorbida o irradiada desde el átomo en volúmenes determinados que son los cuantos (quantum).
La energía de cada partícula depende de la frecuencia según la ecuación de Planck:
E = vh
E = energía
v = frecuencia
h = constante de Planck que se utiliza para describir el cuanto
h = 6.62606896 x 10-34 j · s
o
h = 4.135667516(91) × 10-15 eV · s
Fuente:[2] Agencia Espacial NASA
Luego Einstein,[3] en el año 1905, en una de sus investigaciones, incluyó la aplicación de esta teoría a la luz, definiendo a ésta como a cuantos (fotones) y no como a una onda continua como se creía. Posteriormente, esta investigación tuvo un gran impacto en la revolución de la mecánica cuántica y logró una consideración teórica de que las partículas y las ondas se complementan unas a otras el describir los cuantos, ya que lo que planteó Einstein estableció más tarde la naturaleza dual de la luz (los fotones) onda-partícula, y más tarde, la naturaleza dual de la materia (como los electrones) onda-partícula.
La teoría clásica tradicional que explica el átomo falla en muchos aspectos, entre ellos:
El modelo atómico de Rutherford da lugar a la desintegración del átomo con la caída del electrón hacia su núcleo; ya que el electrón dotado de carga negativa, suponiendo que está inmóvil en una órbita circular, debe perder energía y como resultado avanzar con una órbita espiral hasta caer finalmente en el núcleo desintegrando al átomo.
La teoría clásica no explica la transición del electrón a otro nivel, o de una órbita a otra, ni la transición en un instante determinado y no en otro.
Además: está la desintegración radiactiva o fisión nuclear de los átomos y su emisión de partículas tales como la partícula Alfa (que son dos protones y dos neutrones, es decir, un núcleo de helio emitido por un núcleo inestable) o la partícula Beta (donde se dispara un electrón mientras se desintegra un neutrón) fuera del ámbito del núcleo en un instante determinado y no en otro.
La solución de estos dilemas comenzó cuando Bohr introdujo la teoría cuántica al explicar lo que sucede en el átomo. Bohr ya había explicado el átomo en un principio —parcialmente— sobre una base cuántica, así que asumió que el electrón emite o absorbe una cantidad determinada de energía, trasladándose a un nivel inferior o superior.
Entonces se avanzaron pasos sucesivos en la misma dirección, pues la mecánica clásica no servía para explicar lo que había en el átomo de una manera correcta, ni podía ser asociada con la mecánica cuántica para explicar el átomo de forma completa. Así continuó el proceso de cuantificación del átomo y, como veremos, no ha quedado nada de la forma clásica del átomo, es decir, como si fuera un núcleo alrededor del cual giran los electrones.
Sin embargo, el modelo atómico de Bohr, en el cual se incorporó la mecánica cuántica y sobre el cual se construyó la tabla periódica, es útil para entender la química; porque a ésta no le concierne más que conocer el estado de los electrones en el átomo cuando se comparten o se intercambian con otro átomo para conseguir la estabilidad, que es tener una imagen completa de las supuestas capas exteriores. Por esto, generalmente, se estudia el átomo de Bohr, aunque no refleje la realidad del átomo ni cómo están los electrones en él.
Luego vino la descripción de los electrones y las partículas de materia de Louis De Broglie que tienen un comportamiento ondulatorio, tal como los fotones y las ondas de energía que se comportan como partícula. Aquí se ve con claridad que la física clásica no es capaz de explicar que todas las partículas se comportan como ondas, y queda claro por esto, que las órbitas de electrones en el átomo de Bohr, no son una descripción realista de lo que hay realmente en el átomo.
«Sir Arthur Eddington resumió la situación brillantemente en su libro The Nature of the Physical World, publicado en 1929. “No pueden elaborarse concepciones familiares sobre el electrón”, afirmó, y en su mejor descripción del átomo se limita a presentarlo como “algo desconocido que hace no sabemos qué” … Pero lo importante es que, aunque no se sabe qué hacen los electrones en los átomos, sí se sabe que su número es muy importante. Esta “jeringoza” pasa a ser científica si se le añaden unos cuantos números: “Ocho escurridizas ‘cosas’” giran suspendidas en la telaraña del oxígeno, siete en el nitrógeno… si una de ellas escapa del oxígeno, éste quedará disfrazado con un ropaje que pertenecen propiamente al nitrógeno».[4]
Después de esto vino una descripción precisa del átomo o del comportamiento de las partículas del átomo a manos de Heisenberg, y lo que se llamó mecánica matricial, después se centra en las matemáticas y en lo que puede ser observado, tal como las líneas fantasmas y haciendo a un lado la descripción clásica del átomo.
Más tarde Paul Dirac[5] elaboró el álgebra cuántica que es más integral.
Ocurrió que el electrón fue descripto como una onda también, como lo explicó De Broglie, y esto permitió a Schrödinger[6] describir la mecánica cuántica con ondas y elaborar la mecánica ondulatoria, en un intento talvez, por aportar una solución semiclásica a los cuantos.
Así pues, hubo ecuaciones de dos clases diferentes. Una de ellas consideraba a los electrones como partículas y la otra los consideraba como ondas, ambas para describir lo que puede medirse en la mecánica cuántica. Lo que se utiliza y se estudia en general es la mecánica ondulatoria o solución de Schrödinger; porque para entender es más cercana a la forma clásica que la mecánica matricial de Heisenberg. En términos generales, después de aquello, se descubrió que las dos soluciones son equivalentes y que la solución ondulatoria de Schrödinger no solucionaba el problema del salto ondulatorio con una solución clásica como él esperaba.
«En primer lugar, las mismas ondas resultaron ser, tras un profundo estudio, tan abstractas como los números q de Dirac. Las matemáticas mostraban que no podía tratarse de ondas reales en el espacio, como las olas en un estanque, sino que representaban una forma compleja de vibraciones en un espacio matemático imaginario llamado el espacio de las fases. Peor aún, cada partícula (por ejemplo, cada electrón) necesita sus propias tres dimensiones. Un electrón aislado se puede describir por una ecuación de ondas en un espacio tridimensional; dos electrones requieren seis dimensiones; para tres electrones hacen falta nueve dimensiones, y así sucesivamente. En cuanto a la radiación del cuerpo negro, incluso cuando todo se había convertido al lenguaje mecánico ondulatorio, la necesidad de los cuantos discretos y de los saltos cuánticos subsistía. Schrödinger se sentía incómodo e hizo la siguiente observación, a menudo citada más o menos literalmente: “Si yo hubiera sabido que no nos íbamos a poder librar de estos malditos saltos cuánticos, nunca me habría metido en ese tema.” Como Heisenberg señala en su libro Physics and Philosophy, … las paradojas del dualismo entre la imagen ondulatoria y la corpuscular no fueron resueltas; estaban ocultas en algún lugar del esquema matemático.
Sin duda, la atractiva imagen de las ondas con realidad física en círculos alrededor de los núcleos atómicos, que condujo a Schrödinger al descubrimiento de la ecuación de ondas que hoy lleva su nombre, es errónea. La mecánica ondulatoria no es más que, como la mecánica matricial, una guía para el estudio del mundo atómico; pero, al contrario que la mecánica matricial, la mecánica ondulatoria produce la ilusión de ser algo familiar y cómodo. Esta ilusión ha persistido hasta nuestros días disimulando el hecho de que el mundo atómico es totalmente diferente de nuestro mundo de cada día. Varias generaciones de estudiantes, entre las que figuran las de los científicos actuales, podrían haber profundizado mucho más en la teoría cuántica si hubieran sido obligados a enfrentarse con el abstracto tratamiento de Dirac, en lugar de permitirles pensar que lo que sabían sobre ondas en el espacio ordinario les proporcionaba una imagen del comportamiento de los átomos».[7]
La conclusión a la que llegó Bohr al final, fue que la partícula cuántica se parece al electrón en que tiene doble naturaleza. Es decir, que en ciertas condiciones actúa como onda y en otras como partícula. En realidad, está indefinida, no es partícula ni onda. No se puede establecer un experimento en el cual actúa con una naturaleza dual, o sea, como partícula y onda simultáneamente, pues la naturaleza de la partícula y de la onda se complementan entre sí, o sea, hay una complementariedad.
Esto se aclaró en el famoso experimento de la doble rendija, que cuando un solo electrón se dispara desde una fuente en dirección a una placa con dos rendijas y atraviesa la placa, en el caso de que las dos rendijas sean observadas, se comporta como una partícula, pasando por una de las rendijas. Pero en caso de que no sean observadas las dos rendijas, sobre la pantalla posterior se registra una imagen solapada, es decir, que pasa por las dos rendijas. O sea que el electrón una vez se comporta como una sola partícula y otra vez como una onda o un grupo de electrones fantasmas. Es decir, como si el electrón, al ser disparado desde la fuente, inmediatamente se transformara en una nube de electrones fantasmas, cada uno de ellos calificado para ser nuestro electrón real. Y cuando nos disponemos a observar a uno de estos electrones fantasmas o a la imagen del electrón que estamos viendo, éste se nos aparece como si fuera el electrón real y los otros se ocultan. Debatiremos dónde se ocultan las demás imágenes.
Luego Max Born[8] elaboró un método para entender las ondas de Schrödinger utilizando lo que se llama función de onda, que es una solución para conocer la probabilidad de existencia de una partícula (como el electrón) en una posición determinada. Pues es probable que el electrón o la partícula estén en cualquier posición y lo que hace la función de onda es solamente calcular la probabilidad de que esté en una posición y en otra no.
Luego vino el descubrimiento más importante de la mecánica cuántica, que es el principio de incertidumbre o la relación de indeterminación de Heisenberg.
Así pues, algunos físicos como Einstein Bohr, Max Born, Schrödinger, Pauli, Heisenberg y Dirac desarrollaron la teoría cuántica de Planck para convertirla en una teoría integral, para explicar la mecánica de partículas (a nivel atómico y subatómico), ya que el electrón, según la mecánica cuántica, puede encontrarse en cualquier posición del átomo, siendo más parecido a una nube o a una niebla difusa en el átomo que a una partícula o incluso a una onda.
Había una solución, y la respuesta a la pregunta que giraba en torno al átomo, al comportamiento de los electrones y al núcleo, la tenía la mecánica cuántica. Pero la respuesta en algunos casos era que no había una respuesta determinada a algunas preguntas, o que había más de una posibilidad, o que sucedía de esa manera sin ninguna causa. El principio de causalidad sobre el cual se basaron muchas preguntas de la mecánica clásica no tiene la misma presencia en la mecánica cuántica que adoptaban Bohr y su grupo en ese momento. Pues los sucesos cuánticos pueden ocurrir sin ninguna causa y pueden ocurrir en un momento y no en otro sin ninguna causa tampoco.
«Al igual que el resto de los científicos que estudiaban el fenómeno de la radiactividad en aquel tiempo, Einstein estaba convencido de que las tablas estadísticas no eran la única base, y de que las investigaciones posteriores determinarían por qué una transición particular ocurre en un momento preciso, y no en otro. Fue en este punto en el que la teoría cuántica comenzó a separarse de las ideas clásicas. No existe una razón fundamental por la que la desintegración radiactiva o las transiciones atómicas se produzcan en momentos precisos; a veces parecen debidas al azar, sobre una base estadística, lo que implicaría tener en cuenta ciertas cuestiones filosóficas fundamentales. En el mundo clásico, todo tiene su causa. Se puede buscar la causa de cualquier acontecimiento y retrocediendo en el tiempo encontrar la causa de la causa y así sucesivamente hasta llegar al “Big Bang” (si se es cosmólogo) o al momento de la creación en un contexto religioso, si se sigue el modelo clásico. Pero en el mundo cuántico, esta causalidad directa desaparece tan pronto como nos fijemos en la desintegración radiactiva y en las transiciones atómicas. Un electrón no desciende de un nivel de energía a otro en un instante concreto por ninguna razón concreta. El nivel de energía más bajo es el más deseable para el átomo, en un sentido estadístico, por lo que es bastante probable (el grado de probabilidad puede incluso ser cuantificado) que, antes o después, el electrón efectúe el salto. Pero no hay forma de predecir cuándo ocurrirá ese cambio. Ningún agente externo empuja al electrón, y ningún mecanismo interno señala el tiempo del salto. Simplemente ocurre, sin ninguna razón particular».[9]
Heisenberg planteó —talvez— el principio más importante de la mecánica cuántica, que es el principio de incertidumbre o la relación de indeterminación que dice: que no se pueden medir dos propiedades cuánticas con exactitud, así como tampoco determinar la posición y la velocidad de las partículas cuánticas al mismo tiempo y con exactitud, pues mientras mayor es la certeza de conocer la posición de un cuanto en particular, menor es la certeza de conocer su velocidad o la cantidad de su movimiento en ese mismo instante. Podemos decir también: que no se puede conocer al mismo tiempo con precisión el valor de campo y su tasa de variación. Esta es una característica inherente de la mecánica cuántica y es un resultado matemático confirmado por la experiencia.
«Esta serie de ideas —incertidumbre, complementariedad, probabilidad, y la perturbación del sistema por el observador— forman parte de la llamada interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, aunque nadie en Copenhague (ni en ningún otro sitio) describió nunca con esas palabras una posición definida como la interpretación de Copenhague, y uno de sus ingredientes esenciales, la interpretación estadística de la función de onda, realmente vino de Max Born, que estaba en Göttingen. La interpretación de Copenhague significa muchas cosas para muchos científicos, sino casi todo para todos, y ella misma tiene una imprecisión coherente con el mundo mecánico cuántico que describe. Bohr presentó por primera vez en público una visión en conjunto de la teoría en una conferencia en Como, Italia, en septiembre de 1927. Esta fecha señala la época en que se completó una teoría mecánico cuántica consistente en un esquema que podía ser utilizado por cualquier físico competente para resolver problemas con átomos y moléculas, sin ser muy necesario el pensar acerca de los fundamentos, siempre que se dedicara a seguir el recetario para encontrar las soluciones».[10]
En la mecánica cuántica el fotón no tiene masa —que representa energía—, ya no es solo una onda sino también una partícula, el electrón que tiene masa ya no es solo una partícula, sino que se comporta también como una onda, y hasta la onda ya no es una onda real sino una mera noción expresada por la función de onda. Hablaremos incluso acerca de la realidad de la función de onda. El electrón que se envía en dirección a una placa que tiene dos agujeros o rendijas, por ejemplo, puede pasar por ambas simultáneamente y no se puede determinar por cuál de las dos pasó, excepto observándolo por medio del monitoreo de las rendijas. Según la interpretación de Copenhague o del grupo de Bohr, el observador incide en el sistema y tiene un impacto en la determinación de una posición para el electrón.
Si queremos plantear un ejemplo para entender más la cuestión: supongamos que tenemos una fuente que dispara partículas y que son electrones, por ejemplo. Entonces ahora, cuando el electrón sale de la fuente se convierte en lo que sería un grupo de electrones fantasmas. Uno de ellos es el electrón real, con perdón de la palabra. Este electrón real no se distingue excepto cuando lo observamos, o sea, es real cuando lo observamos. Es decir, que, si usted se imagina dando la espalda al electrón, lo que habrá detrás de su espalda será un grupo de electrones fantasmas, siendo uno de ellos el real, pero no identificado. Es decir que, en un sentido, cualquiera de ellos puede ser el real. Ahora imagínese que se da vuelta para observar este grupo, entonces la función de onda colapsa y no verá el grupo, solamente verá nuestro electrón real. Lo que ocurrió es que todos se escondieron excepto uno, que es el que se observa. Con respecto a por qué se esconden, pues esta pregunta no tiene una respuesta concreta.
En la mecánica cuántica hay más de una respuesta, entre ellas: que el observador afecta al sistema de alguna manera, de tal modo que la partícula se materializa en una posición determinada, es decir, que el observador afecta a lo que observa.
Hay otra respuesta: que este grupo de partículas fantasmas que acompañan a la partícula que observamos existe en diferentes universos. Lo que ocurre, es que cuando lo observamos, vemos una de ellas en uno de estos universos y esta visibilidad nos vela el resto, por eso no las vemos ni vemos su efecto sobre la pantalla del experimento.
«El mundo parece reservarse todas sus opciones, todas sus probabilidades, que están tan abiertas como es posible. Lo extraño de la usual interpretación de Copenhague del mundo cuántico es que es el acto de observar al sistema físico lo que le obliga a seleccionar una de sus opciones, que entonces se hace real.
En el más sencillo experimento con los dos agujeros, la interferencia de las probabilidades puede interpretarse en términos del electrón que, tras abandonar el disparador, se desvanece desapareciendo de la vista, y es sustituido por una colección de electrones fantasmas, cada uno con un camino diferente hasta llegar a la pantalla detectora. Los fantasmas interfieren entre sí y cuando se observa la detención de los electrones en la pantalla se encuentran las huellas de esta interferencia, incluso si se trabaja con un solo electrón real en cada instante. Sin embargo, esta distribución de electrones fantasmas sólo da cuenta de lo que pasa cuando no se observa; cuando se hace, todos los fantasmas excepto uno, desaparecen y uno de esos fantasmas se materializa como un electrón real. En términos de la ecuación de ondas de Schrödinger, cada uno de esos electrones fantasmas corresponde a una onda, o más bien a un paquete de ondas, las ondas que Born interpretó como una medida de la probabilidad. La observación que obliga a cristalizarse a uno de los fantasmas de la colección de electrones potenciales es equivalente, en términos de mecánica ondulatoria, a la desaparición de toda la distribución de ondas de probabilidad excepto un paquete de ondas que describa un electrón real. Esto recibe el nombre de colapso de la función de onda y, por extraño que resulte, constituye el núcleo de la interpretación de Copenhague, que a su vez es el fundamento de la cocina cuántica. Es sumamente dudoso, no obstante, que muchos de los físicos, ingenieros electrónicos y otros que utilizan el recetario cuántico sean conscientes de que las reglas que resultan tan fiables en el diseño de láseres y computadores, o en el estudio de material genético, se basan explícitamente en la hipótesis de que miríadas de partículas fantasmas interfieren constantemente entre sí y que sólo se funden en una única partícula real cuando la función de onda se colapsa durante una observación. Y lo que aún es peor, en cuanto se detiene la observación del electrón, o de lo que sea, éste se desdobla inmediatamente en una nueva colección de partículas fantasmas, cada una siguiendo su propio camino aleatorio a través del mundo cuántico. Nada es real salvo que sea observado, y cesa de ser real en cuanto se detiene la observación.
Es posible que la gente que utiliza el recetario cuántico lo haga por la familiaridad de las ecuaciones matemáticas. Feynman explica la receta básica de forma simple. En mecánica cuántica, un suceso es un conjunto de condiciones iniciales y finales, ni más ni menos. Un electrón abandona el disparador a un lado del dispositivo experimental, y el electrón llega a un detector particular al otro lado de la pared. Eso es el suceso. La probabilidad de un suceso viene dada por el cuadrado de un número que es, esencialmente, la función de onda de Schrödinger, 𝜓. Si hay más de una forma en que el suceso puede ocurrir (estando abiertos los dos agujeros), entonces la probabilidad de cada suceso posible (la probabilidad de que el electrón llegue a un detector determinado) viene dada por el cuadrado de la suma de las funciones de onda, y aparece interferencia. Pero si se efectúa una observación para descubrir cuál de las alternativas ocurre en realidad (detectar por qué agujero pasa el electrón) la distribución de probabilidad es justamente la suma de los cuadrados de las respectivas funciones de onda, y el término de interferencia desaparece; la función de onda se colapsa.
La física en este caso resulta imposible de aplicar, pero las matemáticas son claras y simples, son ecuaciones familiares a cualquier físico. En tanto que se evite preguntar el significado de lo que hace, no hay problemas. Pregúntese por qué el mundo ha de ser así, y el mismo Feynman tiene que contestar, “no tenemos ni idea”. Si se insiste en solicitar una imagen física de lo que ocurre, se encontrará todas las explicaciones disueltas en un mundo de fantasmas donde las partículas sólo parecen reales cuando se las observa, y donde incluso propiedades como el momento y la posición son únicamente artilugios de las observaciones. No es sorprendente que muchos físicos de prestigio, incluyendo a Einstein, hayan dedicado décadas enteras a tratar de encontrar vías alternativas a esta interpretación de la mecánica cuántica».[11]
«Pero, ¿qué es lo que varía en una onda de electrones?
La respuesta provino de un estudio teórico sobre cómo se comportan los electrones libres cuando son disparados a los átomos. Es natural describir un electrón viajando a través del espacio vacío como un paquete de ondas, un pequeño puñado de ondas de electrón que viajan juntas, como el pulso de las ondas de luz producidas como un reflector que sólo se enciende por un instante. La ecuación de Schrödinger muestra que, cuando un paquete de ondas como este choca a un átomo, se rompe; las pequeñas ondículas se desplazan en todas direcciones como chorros de agua cuando la corriente de una manguera de jardín golpea una roca. Esto fue desconcertante; los electrones que golpean átomos salen volando en una dirección u otra, pero no se rompen, siguen siendo electrones. En 1926 Max Born en Göttingen propuso interpretar este comportamiento peculiar de la función de onda en términos de probabilidades. El electrón no se rompe, pero se puede dispersar en cualquier dirección, y la probabilidad de que un electrón se disperse en una dirección particular es mayor en aquellas direcciones donde los valores de la función de onda son mayores. En otras palabras, las ondas de electrones no son ondas de nada; su significado es simplemente que el valor de la función de onda nos dice la probabilidad de que el electrón esté en o cerca de ese punto.
Ni Schrödinger ni De Broglie se sintieron cómodos con esta interpretación de las ondas de electrones, lo que probablemente explica por qué ninguno de ellos contribuyó de manera importante al posterior desarrollo de la mecánica cuántica. Pero la interpretación probabilística de las ondas de electrones encontró apoyo en un argumento notable ofrecido por Heisenberg al año siguiente. Heisenberg consideró los problemas que se encuentran cuando un físico se propone medir la posición y el momento de un electrón. Para realizar una medición precisa de la posición, es necesario utilizar luz de longitud de onda corta, ya que la difracción siempre difumina imágenes de cualquier tamaño inferior a una longitud de onda de luz. Pero la luz de la longitud de onda corta consiste en fotones con un momento correspondientemente alto, y, cuando se usan fotones de gran momento para observar un electrón, el electrón necesariamente retrocede del impacto, arrastrando una fracción del momento del fotón. Por lo tanto, cuanto más exactamente intentemos medir la posición de un electrón, menos sabremos después de la medición acerca del momento del electrón. Esta regla se conoce como el principio de incertidumbre de Heisenberg. La onda de un electrón que tiene un pico muy pronunciado en alguna posición representa un electrón que tiene una posición bastante definida pero un momento que podría tener casi cualquier valor. Por el contrario, una onda de electrones que adopta la forma de una alternancia suave, igualmente espaciada de crestas y valles que se extienden a lo largo de muchas longitudes de onda, representa un electrón que tiene un momento bastante definido, pero cuya posición es muy incierta. Los electrones más típicos, como los de átomos o moléculas, no tienen definido ni una posición ni un momento.
Los físicos continuaron discutiendo sobre la interpretación de la mecánica cuántica durante años después de haberse acostumbrado a resolver la ecuación de Schrödinger. Einstein era inusual en el rechazo de la mecánica cuántica en su trabajo; la mayoría de los físicos simplemente intentaban entenderla. Gran parte de este debate continuó en el Instituto Universitario de Física Teórica en Copenhague, bajo la guía de Niels Bohr.[12] Bohr se centró particularmente en una característica peculiar de la mecánica cuántica que llamó complementariedad: el conocimiento de un aspecto de un sistema impide el conocimiento de ciertos otros aspectos del sistema. El principio de incertidumbre de Heisenberg proporciona un ejemplo de complementariedad: el conocimiento de la posición (o momento) de una partícula impide el conocimiento del momento (o posición) de la partícula.
Alrededor de 1930, las discusiones en el instituto de Bohr condujeron a una formulación ortodoxa de «Copenhague» de la mecánica cuántica, en términos que ahora eran mucho más generales que la mecánica ondulatoria de los electrones individuales. Si un sistema consiste en una o muchas partículas, su estado en cualquier momento se describe mediante la lista de números conocidos como los valores de la función de onda, un número correspondiente a cada posible configuración del sistema. El mismo estado se puede describir dando los valores de la función de onda para configuraciones que se caracterizan de varias maneras diferentes, por ejemplo, por las posiciones de todas las partículas del sistema, o por el momento de todas las partículas del sistema, o de varias otras maneras, aunque no por las posiciones y el momento de todas las partículas.
La esencia de la interpretación de Copenhague es una separación nítida entre el sistema mismo y el aparato utilizado para medir su configuración. Como Max Born había enfatizado, durante los tiempos entre mediciones los valores de la función de onda evolucionan de una manera perfectamente continua y determinista, dictada por alguna versión generalizada de la ecuación de Schrödinger. Mientras esto sucede, no se puede decir que el sistema tenga una configuración definida. Si medimos la configuración del sistema (por ejemplo, al medir todas las posiciones de las partículas o todos sus momentos, pero no ambos), el sistema salta a un estado que está definitivamente en una configuración u otra, con probabilidades dadas por los cuadrados de los valores de la función de onda para estas configuraciones justo antes de la medición».[13]
De la mecánica cuántica y del principio de indeterminación o de incertidumbre en particular, proviene lo más importante que necesitan hoy los que dicen: que el universo vino de la nada. Pues en base al principio de incertidumbre, el espacio vacío no puede estar completamente vacío; porque su vacío significaría que campos como el campo electromagnético deberían ser exactamente cero y esto contradice al principio de incertidumbre; porque según el principio de incertidumbre no se puede conocer el valor del campo y su tasa de variación al mismo tiempo.
[1] Max Planck fue un físico alemán (23 de abril de 1858 – 4 de octubre de 1947) considerado el fundador de la teoría cuántica y uno de los más importantes físicos del siglo XX.
[2] Disponible en: https://mynasadata.larc.nasa.gov/basic-page/electromagnetic-spectrum-diagram
[3] Albert Einstein (14 de marzo de 1879 – 18 de abril de 1955) de nacionalidad germano-americana fue uno de los físicos más importantes más conocido por desarrollar la teoría de la relatividad especial y la teoría general de la relatividad, galardonado en el año 1921 con el premio Nobel de física.
[4] Fuente: Gribbin, En Busca del Gato de Schrödinger, pág. 77.
[5] El Dr. Paul Dirac fue un físico británico (1902 – 1984) y uno de los fundadores de la mecánica cuántica. Recibió junto a Schrödinger el premio Nobel de física en el año 1933.
[6] El Dr. Erwin Schrödinger (1887 – 1961) fue un físico austríaco conocido por sus contribuciones a la mecánica cuántica, particularmente por las ecuaciones de Schrödinger, por las cuales ganó el premio Nobel de física en el año 1933.
[7] Fuente: Gribbin, En Busca del Gato de Schrödinger, pág. 99.
El Dr. John Gribbin es físico y autor de varios libros, obtuvo su doctorado en astronomía en la Universidad de Cambridge.
[8] El Dr. Max Born (1882 – 1970) fue un físico y matemático alemán que obtuvo el premio Nobel de física en el año 1954 por su investigación de la mecánica cuántica.
[9] Fuente: Gribbin, En Busca del Gato de Schrödinger, págs. 53-54.
[10] Fuente: Gribbin – En Busca del Gato de Schrödinger, págs. 102-103.
[11] Fuente: Gribbin, En Busca del Gato de Schrödinger, págs. 151-152.
[12] El Dr. Niels Bohr, fue un físico danés (1885 – 1962) nacido en Copenhague. Contribuyó de forma destacada a la formulación de modelos para entender la estructura atómica además de la mecánica cuántica, especialmente con su interpretación que implica aceptar la naturaleza de probabilidad que postula la mecánica cuántica. Esta interpretación se conoce como interpretación de Copenhague.
[13] Fuente: Weinberg, El sueño de una teoría final, págs. 72-75.
Extracto del libro La ilusión del ateísmo de Ahmed Alhasan (a)
